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ES2776178T3 - Systems to detect brain-based bio-signals - Google Patents

Systems to detect brain-based bio-signals Download PDF

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ES2776178T3
ES2776178T3 ES13849498T ES13849498T ES2776178T3 ES 2776178 T3 ES2776178 T3 ES 2776178T3 ES 13849498 T ES13849498 T ES 13849498T ES 13849498 T ES13849498 T ES 13849498T ES 2776178 T3 ES2776178 T3 ES 2776178T3
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Elijah Walker
Mwangi Anthony Kimani
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Abstract

Un sistema para detectar una bio-señal electromagnética multicomponente (100) basada en el cerebro que comprende: al menos dos sensores de bioseñal (11, 12, 13, 52, 60, 70) que forman parte de un dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000) configurado para colocarse en una cavidad oral para poner en contacto los al menos dos sensores de bio-señal con un tejido bucal (10), en el que dichos al menos dos sensores de bio-señal tienen una conexión por cable o inalámbrica con al menos una unidad de procesamiento de computadora externa (650), estando los al menos dos sensores de bio-señal configurados para detectar una bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar en el tejido oral y enviar la bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar a la al menos una unidad de procesamiento de computadora externa (650) que incluye un procesador de análisis de componentes independiente (700) que aísla al menos una bio-señal electromagnética multicomponente sin procesar primaria basada en el cerebro (100) de una pluralidad de otros subcomponentes (710, 720, 730) dentro de la bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar, y en donde dicha unidad de procesamiento de computadora externa (650) incluye además una pluralidad de filtros de paso de banda de ondas cerebrales (750) que están configurados para separar aún más la señal multicomponente sin procesar basada en el cerebro (100) en una pluralidad de bandas de ondas cerebrales de frecuencia (751, 752).A system for detecting a brain-based multi-component electromagnetic bio-signal (100) comprising: at least two biosignal sensors (11, 12, 13, 52, 60, 70) that are part of an oral fixation device (800 , 900, 1000) configured to be placed in an oral cavity to bring the at least two bio-signal sensors into contact with a buccal tissue (10), wherein said at least two bio-signal sensors have a cable connection or wireless with at least one external computer processing unit (650), the at least two bio-signal sensors being configured to detect a raw multicomponent oral electromagnetic bio-signal in oral tissue and send the oral electromagnetic bio-signal raw multicomponent to the at least one external computer processing unit (650) that includes a separate component analysis processor (700) that isolates at least one raw multicomponent electromagnetic bio-signal brain-based maria (100) of a plurality of other subcomponents (710, 720, 730) within the raw multicomponent oral electromagnetic biosignal, and wherein said external computer processing unit (650) further includes a plurality of brainwave bandpass filters (750) that are configured to further separate the brain-based raw multicomponent signal (100) into a plurality of frequency brainwave bands (751, 752).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistemas para detectar bio-señales basadas en el cerebroSystems for detecting brain-based bio-signals

Referencia cruzada a Solicitudes relacionadasCross Reference to Related Requests

La presente solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos No. 61/717.907 presentada en 24 de octubre de 2012, y de la Solicitud Provisional de Estados Unidos No. 61/790.007.This application claims the priority benefit of US Provisional Application No. 61 / 717,907 filed on October 24, 2012, and US Provisional Application No. 61 / 790,007.

Campo de la invenciónField of the invention

La presente invención se refiere a un sistema para detectar una bioseñal electromagnética multicomponente basada en el cerebro. También se describe un método para detectar, procesar y extraer una variedad de señales parciales a partir de una señal multicomponente basada en el cerebro detectada en la cavidad oral.The present invention relates to a system for detecting a brain-based multicomponent electromagnetic biosignal. Also described is a method for detecting, processing and extracting a variety of partial signals from a multicomponent brain-based signal detected in the oral cavity.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

El uso de sensores de electroencefalograma (''EEG'') ubicados en el cuero cabelludo para detectar la actividad cerebral se conoce en la técnica desde la década de 1920. Como el campo eléctrico generado por la actividad cerebral es muy pequeño, el EEG solo puede reconocerlo si grandes conjuntos de neuronas muestran un comportamiento similar. Las señales de EEG neural resultantes están en el rango de microvoltios (pV) y pueden enmascararse fácilmente por la interferencia de fuentes artificiales que causan artefactos en la señal. Típicamente, los artefactos en una señal EEG son causados por las actividades fisiológicas no neuronales del sujeto o por fuentes técnicas externas. Las actividades fisiológicas no neurales pueden incluir parpadeos, movimientos oculares, actividad muscular en las proximidades de la cabeza (por ejemplo, músculos faciales, mandíbulas, lengua, cuello), latidos cardíacos, pulso y ondas Mayer, y similares. Las fuentes técnicas externas pueden incluir cables con oscilación en el campo magnético de la tierra, conexión a tierra inadecuada, fuentes de alimentación o transformadores, ondas de radio y similares.The use of electroencephalogram ("EEG") sensors located on the scalp to detect brain activity has been known in the art since the 1920s. As the electric field generated by brain activity is very small, the EEG alone you can recognize it if large sets of neurons show similar behavior. The resulting neural EEG signals are in the microvolt (pV) range and can be easily masked by interference from man-made sources causing artifacts in the signal. Typically, artifacts in an EEG signal are caused by the subject's non-neuronal physiological activities or by external technical sources. Non-neural physiological activities can include blinking, eye movements, muscle activity in the vicinity of the head (eg, facial muscles, jaws, tongue, neck), heartbeat, pulse and Mayer waves, and the like. External technical sources may include cables with oscillation in the earth's magnetic field, improper grounding, power supplies or transformers, radio waves, and the like.

Otras formas de monitorizar la actividad eléctrica del cerebro se basan en procedimientos invasivos que incluyen electrodos de aguja (cables afilados colocados entre el cuero cabelludo y el cráneo); electrodos corticales, electrodos subdurales y electrodos de profundidad. Las características de la actividad eléctrica del cerebro monitorizada con electrodos invasivos están relacionadas con electrodos de superficie como los electrodos EEG en el cuero cabelludo o la piel, pero son diferentes ya que se evita la atenuación y la propagación de la señal por el cuero cabelludo y la piel. El documento WO 2012/027648 describe un dispositivo multisensor intraoral que incluye una boquilla, una pluralidad de sensores, por ejemplo, sensores de EEG, al menos uno de los sensores conectado o integrado con la boquilla, y una unidad de comunicaciones de datos configurada para recibir señales de la pluralidad de sensores. La boquilla tiene una forma que permite una disposición estable, al menos parcialmente, dentro de la boca de una persona, de modo que pueda permanecer para la detección sin manos de una pluralidad de parámetros biológicos.Other ways to monitor the electrical activity of the brain are based on invasive procedures that include needle electrodes (sharp wires placed between the scalp and the skull); cortical electrodes, subdural electrodes and depth electrodes. The characteristics of the electrical activity of the brain monitored with invasive electrodes are related to surface electrodes such as EEG electrodes on the scalp or skin, but they are different since attenuation and propagation of the signal through the scalp is avoided and the skin. Document WO 2012/027648 describes an intraoral multisensor device that includes a mouthpiece, a plurality of sensors, for example EEG sensors, at least one of the sensors connected or integrated with the mouthpiece, and a data communications unit configured to receive signals from the plurality of sensors. The mouthpiece has a shape that allows for a stable arrangement, at least partially, within a person's mouth, so that it can remain for hands-free detection of a plurality of biological parameters.

Por lo tanto, es deseable detectar y controlar la actividad cerebral y las señales biológicas basadas en el cerebro con poca interferencia de otras fuentes eléctricas y sin que se requieran procedimientos invasivos.Therefore, it is desirable to detect and monitor brain activity and brain-based biological signals with little interference from other electrical sources and without requiring invasive procedures.

La descripción en el presente documento de ciertas ventajas y desventajas de métodos y dispositivos conocidos no pretende limitar el alcance de la presente invención. De hecho, las presentes realizaciones pueden incluir algunas o todas las características descritas anteriormente sin que padezcan las mismas desventajas.The description herein of certain advantages and disadvantages of known methods and devices is not intended to limit the scope of the present invention. In fact, the present embodiments may include some or all of the features described above without suffering from the same disadvantages.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

La presente invención proporciona un sistema para detectar una bioseñal electromagnética multicomponente basada en el cerebro como se define en la reivindicación 1.The present invention provides a system for detecting a brain-based multi-component electromagnetic biosignal as defined in claim 1.

En vista de lo anterior, es una característica de las realizaciones descritas en el presente documento proporcionar un sistema para controlar la actividad electromagnética en el cerebro a través de la cavidad oral sin usar procedimientos invasivos. Las señales biológicas electromagnéticas basadas en el cerebro en particular pueden incluir señales de múltiples componentes que forman una señal multicomponente basada en el cerebro, que puede incluir señales que se generan desde otras partes del cuerpo, incluido el sistema nervioso central, la actividad eléctrica del corazón, la actividad pulmonar (respiración), el movimiento arterial local, la actividad eléctrica del dipolo ocular (y otros dipolos), la actividad eléctrica muscular y la actividad eléctrica local de los tejidos, tal como la generada por el sistema nervioso periférico, así como señales electromagnéticas basadas en el cerebro. La señal multicomponente basada en el cerebro es detectada por sensores colocados en la cavidad oral. La señal multicomponente basada en el cerebro puede ser después digitalizada, amplificada y filtrada. Después de filtrar las señales biológicas de subcomponentes deseadas se aíslan de la señal multicomponente basada en el cerebro para su posterior análisis.In view of the foregoing, it is a feature of the embodiments described herein to provide a system for monitoring electromagnetic activity in the brain through the oral cavity without using invasive procedures. Brain-based electromagnetic biological signals in particular can include multi-component signals that form a multi-component brain-based signal, which can include signals that are generated from other parts of the body, including the central nervous system, the electrical activity of the heart , lung activity (respiration), local arterial movement, ocular dipole electrical activity (and other dipoles), muscle electrical activity, and local tissue electrical activity, such as that generated by the peripheral nervous system, as well as brain-based electromagnetic signals. The multicomponent brain-based signal is detected by sensors placed in the oral cavity. The brain-based multicomponent signal can then be digitized, amplified, and filtered. After filtering the desired subcomponent biological signals they are isolated from the brain-based multicomponent signal for further analysis.

Para los fines de esta invención, se usa la expresión "señal multicomponente basada en el cerebro" para describir esta colección de bio-señales de subcomponente, ya que las bio-señales de interés del componente primario emanan del cerebro. La señal multicomponente basada en el cerebro puede incluir señales bio-electromagnéticas, bio-señales electromagnéticas cardíacas, señales bio-electromagnéticas locales del tejido; bio-señales bioeléctricas del dipolo ocular; bio-señales musculares bio-electromagnéticas; bio-señales electromagnéticas de la lengua; bio-señales relacionadas con el pulso cardíaco; bio-señales pulsátiles relacionadas con la respiración; bio-señales relacionadas con el movimiento; bio-señales biomecánicas; bio-señales bioacústicas. Las señales de componente de la señal multicomponente basada en el cerebro son importantes para muchas aplicaciones (por ejemplo, aplicaciones médicas, veterinarias y no médicas). Debido a que los detectores de señal basados en el cerebro de esta invención están ubicados en la cavidad oral, los detectores pueden detectar actividad eléctrica de muchas partes del cerebro que incluye la corteza cerebral, así como otras partes del cerebro.For the purposes of this invention, the term "brain-based multicomponent signal" is used to describe this collection of subcomponent biosigns, since the biosignals of interest from the primary component emanate from the brain. The brain-based multicomponent signal can include bio-electromagnetic signals, cardiac electromagnetic bio-signals, local tissue bio-electromagnetic signals; bioelectric bio-signals of the ocular dipole; bio-electromagnetic muscle bio-signals; bio-electromagnetic signals from the tongue; bio-signals related to heart rate; pulsatile bio-signals related to respiration; bio-signals related to movement; biomechanical bio-signals; bioacoustic bio-signals. The component signals of the brain-based multicomponent signal are important for many applications (eg, medical, veterinary, and non-medical applications). Because the brain-based signal detectors of this invention are located in the oral cavity, the detectors can detect electrical activity from many parts of the brain including the cerebral cortex, as well as other parts of the brain.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Figura 1 es una vista esquemática comparativa de la detección de bio-señal basada en el cerebro multicomponente del paladar duro frente a la detección de ondas cerebrales EEG del cuero cabelludo.Figure 1 is a comparative schematic view of multi-component hard palate brain based bio-signal detection versus scalp EEG brain wave detection.

La Figura 2 es una vista esquemática de la bioseñal multicomponente basada en el cerebro, del paladar duro y las ondas subcomponentes resultantes después de la extracción.Figure 2 is a schematic view of the brain-based multicomponent biosignal, hard palate and the resulting subcomponent waves after extraction.

La figura 3 es una vista esquemática comparativa de una señal de subcomponente de onda alfa del paladar duro extraída frente a ondas alfa de EEG del cuero cabelludo.Figure 3 is a comparative schematic view of a hard palate alpha wave subcomponent signal extracted versus scalp EEG alpha waves.

La Figura 4 es una vista esquemática superpuesta de una señal de subcomponente de bio-señal pasada en el cerebro del paladar duro extraída frente a las ondas cerebrales de EEG del cuero cabelludo durante la actividad de conteo mental.Figure 4 is a schematic overlay view of a bio-signal subcomponent signal passed in the brain from the hard palate extracted against EEG brain waves from the scalp during mental counting activity.

La Figura 5 es una vista esquemática comparativa de una señal de subcomponente de bio-señal de paladar duro extraída basada en el cerebro frente a ondas cerebrales EOG sin procesar durante el movimiento ocular de arriba hacia abajo.Figure 5 is a comparative schematic view of an extracted hard palate bio-signal subcomponent signal based on brain versus raw EOG brain waves during up-down eye movement.

Figura 6 es una vista esquemática comparativa de una señal de subcomponente de bio-señal de paladar duro basada en el cerebro extraída frente a ondas cerebrales EOG sin procesar durante el movimiento del ojo izquierdo-derecho. Figure 6 is a comparative schematic view of a brain-based hard palate bio-signal subcomponent signal extracted versus raw EOG brain waves during left-right eye movement.

La Figura 7 es una vista esquemática comparativa de una señal de subcomponente de bio-señal de paladar duro basada en el cerebro extraída frente a las ondas de ECG cardíacas.Figure 7 is a comparative schematic view of a brain-based hard palate bio-signal subcomponent signal extracted versus cardiac ECG waves.

La Figura 8 es una vista esquemática comparativa de una señal de subcomponente de bio-señal de paladar duro basada en el cerebro extraía frente a las ondas EEG, EOG y respiración.Figure 8 is a comparative schematic view of a brain-based hard palate bio-signal subcomponent signal extracted versus EEG, EOG, and respiration waves.

La Figura 9 son vistas esquemáticas de diversas realizaciones de los electrodos de la invención.Figure 9 are schematic views of various embodiments of the electrodes of the invention.

La Figura 10 es una vista esquemática de un sistema para detectar trastornos del sueño que incluye unidades internas y externas.Figure 10 is a schematic view of a system for detecting sleep disorders including internal and external units.

La Figura 11 es una vista esquemática de una realización alternativa del sistema de múltiples sensores.Figure 11 is a schematic view of an alternative embodiment of the multiple sensor system.

La Figura 12 es una vista isométrica de una realización de un dispositivo de fijación oral.Figure 12 is an isometric view of one embodiment of an oral fixation device.

La Figura 13 es una vista isométrica de una realización de un dispositivo de fijación oral.Figure 13 is an isometric view of one embodiment of an oral fixation device.

La Figura 14 es una vista isométrica de una realización de un dispositivo de fijación oral.Figure 14 is an isometric view of one embodiment of an oral fixation device.

La Figura 15 es una vista sagital de una cabeza humana con el dispositivo de fijación oral de Figura 12 insertado en la cavidad oral.Figure 15 is a sagittal view of a human head with the oral fixation device of Figure 12 inserted into the oral cavity.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La siguiente descripción está destinada a transmitir una comprensión completa de las realizaciones al proporcionar una serie de realizaciones específicas y detalles que involucran métodos para detectar y procesar señales de múltiples componentes basadas en el cerebro en una cavidad oral. Sin embargo, se entiende que la invención no se limita a estas realizaciones y detalles específicos, que son solo a modo de ejemplo. Se entiende además que alguien que posea una habilidad ordinaria en la técnica, a la luz de dispositivos, sistemas y métodos conocidos, apreciaría el uso de la invención para los fines y beneficios previstos en cualquier número de realizaciones alternativas.The following description is intended to convey a complete understanding of the embodiments by providing a number of specific embodiments and details involving methods for detecting and processing brain-based multi-component signals in an oral cavity. However, it is understood that the invention is not limited to these specific embodiments and details, which are by way of example only. It is further understood that one of ordinary skill in the art, in light of known devices, systems and methods, would appreciate the use of the invention for the intended purposes and benefits in any number of alternative embodiments.

En una realización preferida de la invención, un sistema para detectar bio-señales electromagnéticas de múltiples componentes basadas en el cerebro incluye un sensor en la cavidad oral que puede estar acoplado a uno o más procesadores electrónicos capaces de digitalizar, amplificar, atenuar electrónicamente. filtrar y normalizar las señales biológicas de múltiples componentes basadas en el cerebro según sea necesario. El procesador de la computadora también puede ser capaz de extraer, aislar o dividir de otro modo las señales de subcomponentes de las bio-señales de múltiples componentes basadas en el cerebro, y opcionalmente clasificar y analizar las señales de subcomponentes.In a preferred embodiment of the invention, a system for detecting brain-based multi-component electromagnetic biosignals includes a sensor in the oral cavity that may be coupled to one or more electronic processors capable of electronically digitizing, amplifying, attenuating. filter and normalize brain-based multi-component biological signals as needed. The computer processor may also be capable of extracting, isolating, or otherwise dividing subcomponent signals from brain-based multi-component biosignals, and optionally classifying and analyzing subcomponent signals.

El sensor puede ser un sensor eléctrico o magnético capaz de detectar bio-señales electromagnéticas de múltiples componentes basadas en el cerebro. En una realización preferida, el sensor incluye electrodos que están en contacto con el paladar duro, en donde un electrodo actúa como referencia para la comparación con uno o más electrodos. The sensor can be an electrical or magnetic sensor capable of detecting brain-based multi-component electromagnetic bio-signals. In a preferred embodiment, the sensor includes electrodes that are in contact with the hard palate, where one electrode acts as a reference for comparison with one or more electrodes.

Los electrodos pueden ser electrodos de modo resistivo, electrodos de modo capacitivo, electrodos de modo de corriente o electrodos de modo inductivo. Los electrodos pueden ser electrodos pasivos que simplemente reciben una señal, o pueden ser electrodos activos que pueden digitalizar o procesar la señal recibida con un procesador electrónico interno.The electrodes can be resistive mode electrodes, capacitive mode electrodes, current mode electrodes, or inductive mode electrodes. The electrodes can be passive electrodes that simply receive a signal, or they can be active electrodes that can digitize or process the received signal with an internal electronic processor.

En algunas realizaciones, el sensor en la cavidad oral puede estar incluido en un dispositivo oral configurado para acoplarse a la dentición u otro tejido oral. En realizaciones adicionales, la posición del sensor o de los electrodos del sensor puede ser ajustable con relación con el dispositivo oral.In some embodiments, the sensor in the oral cavity may be included in an oral device configured to engage the dentition or other oral tissue. In additional embodiments, the position of the sensor or sensor electrodes may be adjustable relative to the oral device.

En algunas realizaciones, el sensor puede estar acoplado comunicativamente con un procesador en el dispositivo oral. En otras realizaciones, el sensor puede estar acoplado comunicativamente a uno o más dispositivos de procesamiento externo. El sensor y/o el procesador(es) pueden estar acoplados comunicativamente a través de cables y/o de forma inalámbrica, como Bluetooth u otra tecnología inalámbrica.In some embodiments, the sensor may be communicatively coupled with a processor in the oral device. In other embodiments, the sensor may be communicatively coupled to one or more external processing devices. The sensor and / or processor (s) may be communicatively coupled via cables and / or wirelessly, such as Bluetooth or other wireless technology.

La Figura 1 es una comparación bio-señal de multicomponente 100 del paladar duro 10 basada en el cerebro versus una señal de onda cerebral EEG estándar del cuero cabelludo. Un sensor que incluye un electrodo de referencia 11 y un electrodo de señal izquierda 12 acoplado o próximo al paladar duro 10 es utilizado para detectar la señal biológica multicomponente basada en el cerebro 100. En algunas realizaciones, el sensor también puede incluir un electrodo de señal derecho 13. La bio-señal de multicomponente basada en el cerebro 100 es la señal de bio-potencial del paladar duro sin procesar. La señal de EEG del cuero cabelludo sin filtrar sin procesar 200 se detecta desde el electrodo F4A2 20 (F = frontal, 4 = lado derecho del cuero cabelludo según 10-20 estándares) con un electrodo de referencia en el mastoideo derecho. La bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 es un patrón relativamente poco notable de la señal biopotencial del paladar sin procesar en comparación con la señal EEG del cuero cabelludo sin procesar 200. La bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 tiene un rango de voltaje significativamente mayor en comparación con la señal EEG del cuero cabelludo 200, 100 pV frente a 10 pV respectivamente. Esto demuestra que el análisis especial de la bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100, del paladar duro 10 es necesario para determinar los subcomponentes de la bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 del paladar duro 10 especialmente las señales de subcomponentes basadas en el cerebro.Figure 1 is a comparison of brain-based multi-component hard palate 10 bio-signal versus a standard EEG brain wave signal from the scalp. A sensor that includes a reference electrode 11 and a left signal electrode 12 coupled to or proximate to the hard palate 10 is used to detect the multicomponent brain-based biological signal 100. In some embodiments, the sensor may also include a signal electrode. right 13. The brain-based multicomponent bio-signal 100 is the raw hard palate bio-potential signal. The raw unfiltered scalp EEG signal 200 is detected from the F4A2 electrode 20 (F = frontal, 4 = right side of the scalp according to 10-20 standards) with a reference electrode on the right mastoid. The brain-based multi-component biosignal 100 is a relatively unremarkable pattern of the raw palate biopotential signal compared to the raw scalp EEG signal 200. The brain-based multi-component biosignal 100 has a range significantly higher voltage compared to 200 pV scalp EEG signal, 100 pV versus 10 pV respectively. This shows that special analysis of the brain 100-based multicomponent biosignal of the hard palate 10 is necessary to determine the subcomponents of the brain 100-based multicomponent biosignal of the hard palate 10 especially the subcomponent signals based on brain.

El electrodo de referencia 11 fue colocado en el paladar duro 10 para evitar mezclar el EEG del cuero cabelludo con las señales orales basadas en el cerebro. El electrodo de señal izquierdo 12 y el electrodo de señal derecho 13 pueden ser electrodos de oro o bañados en oro cubiertos con una gasa de algodón. Se puede usar solución salina en algunas realizaciones para humedecer la gasa.The reference electrode 11 was placed on the hard palate 10 to avoid mixing the scalp EEG with the brain-based oral signals. The left signal electrode 12 and the right signal electrode 13 can be gold or gold-plated electrodes covered with cotton gauze. Saline can be used in some embodiments to moisten the gauze.

La Figura 2 muestra la bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 de paladar duro 10 estando dividida en sus diversas señales de subcomponentes después de ser procesada de acuerdo con las realizaciones de esta invención. Las señales de subcomponentes pueden incluir una señal de subcomponente de onda cerebral de 8 - 14 Hz 101, una señal de subcomponente de movimiento ocular 103, una señal de subcomponente cardíaca 104 y una señal de subcomponente de respiración 105.Figure 2 shows the hard palate brain 100-based multi-component biosignal 10 being divided into its various subcomponent signals after being processed in accordance with embodiments of this invention. The subcomponent signals may include an 8-14 Hz brain wave subcomponent signal 101, an eye movement subcomponent signal 103, a cardiac subcomponent signal 104, and a respiration subcomponent signal 105.

La Figura 3 muestra la fuerte correlación entre la señal de subcomponente de onda cerebral de 8 - 14 Hz 102 detectada en el paladar duro y la señal EEG del cuero cabelludo de ondas cerebrales de 8 a 14 Hz 201.Figure 3 shows the strong correlation between the 8-14 Hz brain wave subcomponent signal 102 detected in the hard palate and the 8-14 Hz brain wave EEG signal from the scalp 201.

La Figura 4 muestra la fuerte correlación entre la señal 102 del subcomponente de ondas cerebrales de 3,5 - 30 Hz detectada en el paladar duro y la señal EEG del cuero cabelludo de ondas cerebrales de 3,5 - 30 Hz 202 de un sujeto cuando el sujeto realizaba la actividad mental de contar hacia atrás desde 100 de 7 en 7 (es decir, 100, 93, 86, 79, etc.). El sujeto estaba sentado en una habitación bien iluminada y ambientalmente controlada.Figure 4 shows the strong correlation between the 3.5 - 30 Hz brain wave subcomponent signal 102 detected in the hard palate and the 3.5 - 30 Hz brain wave scalp EEG signal 202 of a subject when the subject performed the mental activity of counting backward from 100 from 7 to 7 (ie, 100, 93, 86, 79, etc.). The subject was sitting in a well-lit, environmentally controlled room.

La Figura 5 muestra la fuerte correlación entre una bio-señal multicomponente basada en el cerebro de 80 pV 100 detectada en el paladar duro 10 y la señal EOG de onda cerebral de 53 pV 300 detectada con electrodos EOG 30 en el cuero cabelludo humano del lado derecho mientras el sujeto miraba rápidamente hacia arriba y hacia abajo. No fue necesario filtrado ni aislamiento de subcomponentes de la bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 para esta realización.Figure 5 shows the strong correlation between an 80 pV 100 brain-based multicomponent bio-signal detected in the hard palate 10 and the 53 pV 300 brain wave EOG signal detected with EOG 30 electrodes on the human scalp of the side. right while the subject was looking quickly up and down. No filtering or isolation of subcomponents of the brain-based multicomponent biosignal was necessary for this embodiment.

La Figura 6 muestra la correlación entre una bio-señal multicomponente basada en el cerebro de 50 pV 100 detectada en el paladar duro 10 y la señal EOG de onda cerebral de 558 pV 300 detectada con electrodos EOG 30 en el cuero cabelludo humano del lado derecho mientras el sujeto miraba rápidamente a la izquierda y a la derecha. No fue necesario filtrado ni aislamiento de subcomponentes de la bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 para esta realización.Figure 6 shows the correlation between a 50 pV 100 brain-based multicomponent biosignal detected in the hard palate 10 and the 558 pV 300 brain wave EOG signal detected with EOG 30 electrodes on the right side human scalp. while the subject quickly looked left and right. No filtering or isolation of subcomponents of the brain-based multicomponent biosignal was necessary for this embodiment.

La Figura 7 muestra la correlación entre las señales cardíacas detectadas a 0,5 - 249 Hz en la señal de subcomponente de la onda cerebral 104 en el paladar duro 10 y las señales cardíacas en una señal de ECG sin filtrar 400 detectadas con el electrodo de ECG 40. El sujeto estaba sentado en una habitación bien iluminada y ambientalmente controlada durante la grabación. La bio-señal multicomponente basada en el cerebro 100 se filtró en esta aplicación para eliminar el desplazamiento de corriente continua. Figure 7 shows the correlation between the cardiac signals detected at 0.5 - 249 Hz in the brain wave subcomponent signal 104 in the hard palate 10 and the cardiac signals in an unfiltered ECG signal 400 detected with the electrode electrode. ECG 40. The subject was sitting in a well-lit, environmentally controlled room during recording. The brain-based multicomponent biosignal 100 was filtered in this application to eliminate DC drift.

La Figura 8 muestra la correlación entre las señales de subcomponente de respiración 106 a 1,5 Hz - 249 Hz extraídas de las bio-señales de multicomponente basadas en el cerebro detectadas en el paladar duro 10 y las señales de EEG del cuero cabelludo 203, las señales EOG del ojo derecho 301 ambas fueron filtradas a 1,5 Hz - 249 Hz, y una señal de respiración de cánula nasal 500 mientras el sujeto respira rápido y profundamente 501 y aguanta la respiración 502 durante 20 segundos. El gráfico muestra que el bio-potencial del paladar duro cambia al mismo tiempo que el EEG y el EOG del cuero cabelludo cambian mostrando la fuerte relación temporal entre las bio-señales de multicomponente del paladar duro y las señales relacionadas con el cuero cabelludo.Figure 8 shows the correlation between the respiratory subcomponent signals 106 at 1.5 Hz - 249 Hz extracted from the brain-based multicomponent bio-signals detected in the hard palate 10 and the EEG signals from the scalp 203, EOG signals from the right eye 301 were both filtered at 1.5 Hz - 249 Hz, and a nasal cannula breathing signal 500 while the subject breathed deeply and rapidly 501 and held the breath 502 for 20 seconds. The graph shows that the bio-potential of the hard palate changes at the same time that the EEG and EOG of the scalp change showing the strong temporal relationship between the multicomponent bio-signals of the hard palate and the signals related to the scalp.

La Figura 9 muestra varias realizaciones de electrodos para su uso en la detección de bioseñal multicomponente de paladar duro para adaptarse a la forma del tejido oral y proporcionar comodidad y biocompatibilidad. Los materiales blandos (gasa o espuma) pueden proporcionar seguridad mecánica y mantener los electrolitos alrededor del electrodo. Se pueden usar otros materiales para electrodos según se desee. El conjunto de electrodos 50 incluye un electrodo de metal 51 y sensor de temperatura 52. La combinación del electrodo 51 con la detección de temperatura 52 para la cavidad bucal u otras ubicaciones del cuerpo. Los electrodos detectan el flujo de corriente del tejido y el sensor de temperatura permite la determinación de la temperatura oral, el artefacto de movimiento (dado que la temperatura no es una medida bio-potencial) y el flujo de aire oral. La temperatura oral promedio se puede estimar mediante un termistor, un circuito integrado de semiconductores, un termopar u otro sensor apropiado. Las variaciones de temperatura que surgen del flujo de aire se pueden usar para determinar la presencia/ausencia de flujo de aire como parte del preprocesamiento o por el microcontrolador (pCU). Una realización del electrodo puede ser un conjunto de electrodo convexo 60 que puede incluir un electrodo metálico con un cable conductor 61 y sensor de temperatura 62 y una superficie de cubierta suave y absorbente 63. Otra realización del electrodo puede ser un conjunto de electrodo cóncavo 70 que puede incluir un electrodo de metal con un cable conductor 71 y sensor de temperatura 72 y una superficie de cubierta suave y absorbente 73. Una tercera realización del electrodo puede ser un conjunto de electrodo plano 80 que puede incluir un electrodo de metal con un cable conductor 81 y una cubierta suave y absorbente 82. El electrodo de referencia 11, puede ser un electrodo circular de metal.Figure 9 shows various electrode embodiments for use in detecting multi-component hard palate biosignal to conform to the shape of oral tissue and provide comfort and biocompatibility. Soft materials (gauze or foam) can provide mechanical safety and hold electrolytes around the electrode. Other electrode materials can be used as desired. Electrode assembly 50 includes a metal electrode 51 and temperature sensor 52. The combination of electrode 51 with temperature sensing 52 for the oral cavity or other body locations. The electrodes detect the current flow of the tissue and the temperature sensor allows the determination of oral temperature, motion artifact (since temperature is not a bio-potential measure) and oral air flow. Average oral temperature can be estimated using a thermistor, semiconductor integrated circuit, thermocouple, or other appropriate sensor. The temperature variations arising from the air flow can be used to determine the presence / absence of air flow as part of the pre-processing or by the microcontroller (pCU). One embodiment of the electrode may be a convex electrode assembly 60 that may include a metal electrode with a conductive wire 61 and temperature sensor 62 and a soft, absorbent covering surface 63. Another embodiment of the electrode may be a concave electrode assembly 70. which may include a metal electrode with a conductive wire 71 and temperature sensor 72 and a soft absorbent covering surface 73. A third embodiment of the electrode may be a flat electrode assembly 80 which may include a metal electrode with a wire conductor 81 and a soft absorbent covering 82. Reference electrode 11 may be a circular metal electrode.

La Figura 10 es un esquema de un sistema para detectar trastornos del sueño 600 que incluye una unidad oral interna 601 y una unidad externa 650. La unidad oral interna 601 puede incluir un electrodo convexo 60 colocado cerca del medio del paladar duro y uno o dos electrodos cóncavos 70 colocados a la izquierda y/o derecha cerca de las encías. Figure 10 is a schematic of a system for detecting sleep disorders 600 that includes an internal oral unit 601 and an external unit 650. The internal oral unit 601 may include a convex electrode 60 positioned near the middle of the hard palate and one or two concave electrodes 70 placed on the left and / or right near the gums.

La unidad oral interna 601 puede incluir una unidad de sensor 602, una fuente de alimentación 603, un administrador de energía 604, un microcontrolador 605, y una unidad de transmisión 606. La unidad oral interna 601 puede amplificar, filtrar y/o digitalizar bio-señales de multicomponente usando circuitos dedicados como se muestra o como parte del microcontrolador de gestión de datos (pCU) Las señales digitales pueden pasar a un módulo de radiofrecuencia (RF) para su transmisión a un receptor remoto, por ejemplo, un teléfono inteligente o computadora, o a la nube, etc. The internal oral unit 601 may include a sensor unit 602, a power supply 603, a power manager 604, a microcontroller 605, and a transmission unit 606. The internal oral unit 601 can amplify, filter and / or digitize bio -Multi-component signals using dedicated circuitry as shown or as part of the data management microcontroller (pCU) Digital signals can be passed to a radio frequency (RF) module for transmission to a remote receiver, for example a smartphone or computer, or to the cloud, etc.

La detección de señales de multicomponente basadas en el cerebro se puede lograr colocando la unidad interna 601 dentro de la cavidad corporal adecuada, en donde la detección de la bio-señal de multicomponente basada en el cerebro puede iniciarse automáticamente (o manualmente). La detección de señales generalmente comienza de inmediato, sin embargo, se puede agregar un componente de detección de temperatura para monitorizar las temperaturas ambientales para garantizar condiciones de operación adecuadas y/o monitorizar la temperatura durante la recolección de datos. El sensor de temperatura también se puede utilizar para controlar los cambios en el flujo de aire a través de la boca. También se pueden agregar sensores adicionales para monitorizar una variedad de variables fisiológicas adicionales, incluida la saturación de oxígeno a través de un sensor/monitor óptico PPG, acelerómetro, giroscopio, GPS, presión, cámara, monitores biológicos o químicos, etc. Los detectores basados en el cerebro monitorizan señales fisiológicas de múltiples parámetros, incluidas las ondas cerebrales.Detection of brain-based multicomponent signals can be accomplished by placing the internal unit 601 within the appropriate body cavity, where detection of the brain-based multicomponent bio-signal can be initiated automatically (or manually). Signal detection generally begins immediately, however a temperature sensing component can be added to monitor ambient temperatures to ensure proper operating conditions and / or monitor temperature during data collection. The temperature sensor can also be used to monitor changes in air flow through the mouth. Additional sensors can also be added to monitor a variety of additional physiological variables, including oxygen saturation via a PPG optical sensor / monitor, accelerometer, gyroscope, GPS, pressure, camera, biological or chemical monitors, etc. Brain-based detectors monitor physiological signals from multiple parameters, including brain waves.

El detector (es decir, el sensor) puede estar basado en cualquiera de los siguientes sensores: electrodos de modo de resistencia, electrodos de modo capacitivo, electrodos de modo de corriente, electrodos pasivos, electrodos activos, detectores de modo magnético, detectores de modo inductivo, detectores de modo acústico, detectores de modo óptico o electroóptico, detectores de modo químico o bioquímico, detectores de modo biológico y conjuntos de detectores basados en el cerebro (el detector basado en el cerebro también puede comprender múltiples sensores orientados en diferentes planos geométricos). Los sensores pueden tener diversas formas e incluir diversos metales, sales metálicas o aleaciones metálicas, semiconductores, polímeros, compuestos de carbono, telas conductoras, compuestos, grafenos, no metales; el sensor comprende materiales rígidos, semirrígidos y otros materiales flexibles. Los sensores pueden utilizar tecnología microelectrónica. Los sensores pueden ser desechables y/o reutilizables. Los sensores pueden incluir sensores remotos. Los sensores pueden ser ajustados en posición y/o rendimiento para optimizar la detección de la bio-señal multicomponente basada en el cerebro.The detector (i.e., the sensor) can be based on any of the following sensors: resistance mode electrodes, capacitive mode electrodes, current mode electrodes, passive electrodes, active electrodes, magnetic mode detectors, magnetic mode detectors inductive, acoustic mode detectors, optical or electro-optical mode detectors, chemical or biochemical mode detectors, biological mode detectors, and brain-based detector arrays (the brain-based detector may also comprise multiple sensors oriented in different geometric planes ). The sensors can have various forms and include various metals, metal salts or metal alloys, semiconductors, polymers, carbon compounds, conductive fabrics, composites, graphenes, non-metals; the sensor comprises rigid, semi-rigid and other flexible materials. The sensors can use microelectronic technology. The sensors can be disposable and / or reusable. The sensors can include remote sensors. The sensors can be adjusted in position and / or performance to optimize brain-based multicomponent biosignal detection.

Unidad de sensor 602 puede detectar señales eléctricas del paladar duro captadas por electrodos y puede amplificar y filtrar las señales eléctricas para eliminar el movimiento y otros artefactos y transportarlas al microcontrolador (pCU) 605 a través del bus SPI para su posterior procesamiento, almacenamiento y transmisión.Sensor Unit 602 can detect electrical signals from the hard palate picked up by electrodes and can amplify and filter electrical signals to eliminate motion and other artifacts and transport them to the 605 microcontroller (pCU) via the SPI bus for further processing, storage and transmission .

La programación y la administración de la señal y de la energía son realizadas por el pCU 605. Energía consumida procedente de una fuente de alimentación desechable o recargable 603 puede ser minimizada por el pCU 605 controlando la duración y el ciclo de trabajo de los dispositivos de recolección de datos, el módulo de transmisión 606, y el propio pCU 605. La administración inteligente de energía puede reducir el tamaño y la complejidad de la fuente de energía 603 y eliminar la necesidad de un sistema operado por línea de energía.Programming and management of signal and power are performed by the pCU 605. Energy consumed from a disposable or rechargeable power supply 603 can be minimized by the pCU 605 by controlling the duration and duty cycle of the devices. data collection, the 606 transmission module, and the 605 pCU itself. Intelligent power management can reduce the size and complexity of the source 603 power supply and eliminate the need for a power line operated system.

La Transmisión de datos por la unidad de transmisión 606 puede ser a través de protocolos de comunicaciones estándar bien conocidos, como Bluetooth (BT) y Bluetooth LE (Baja Energía) (BLE), o protocolos o frecuencias patentados. El uso de protocolos estándar puede garantizar un procesamiento posterior a la transmisión más fácil. La unidad de transmisión 606 puede admitir tanto BT como BLE, a los que se puede acceder mediante teléfonos inteligentes y otros dispositivos. Una antena de la unidad de transmisión. 606 puede construirse en las paredes laterales y/o frontales de un dispositivo de conexión de aparato oral como se muestra en Figuras 12-15.Transmission of data by transmission unit 606 may be through well-known standard communication protocols, such as Bluetooth (BT) and Bluetooth LE (Low Energy) (BLE), or proprietary protocols or frequencies. Using standard protocols can ensure easier post-transmission processing. The transmitter unit 606 can support both BT and BLE, which can be accessed by smartphones and other devices. An antenna of the transmitting unit. 606 can be built into the side and / or front walls of an oral appliance connection device as shown in Figures 12-15.

La unidad externa 650 incluye una unidad receptora 651, una unidad de preprocesamiento 652, un procesador de Análisis de Componentes Independientes ("ICA'') 700, un analizador de componentes de bio-señal multicomponente basado en el cerebro 750.The external unit 650 includes a receiver unit 651, a preprocessing unit 652, an Independent Component Analysis ("ICA") processor 700, a brain-based multicomponent biosignal component analyzer 750.

La unidad receptora 651 puede estar configurada para recibir señales de la unidad de transmisión 606. La unidad de preprocesamiento 652 elimina la mayor cantidad de ruido de señal posible. El procesador ICA 700 puede usar algoritmos ICA estándar para extraer y aislar señales de subcomponentes individuales para garantizar una buena estimación de los componentes de la señal del paladar duro sin procesar basada en el cerebro, los filtros de ondas cerebrales 1-N 751,752 y 753, procesador de señal de movimiento ocular 710, procesador de señal cardíaca 720 y procesador de señales de respiración 730.Receiver unit 651 may be configured to receive signals from transmission unit 606. Preprocessing unit 652 removes as much signal noise as possible. The ICA 700 processor can use standard ICA algorithms to extract and isolate individual subcomponent signals to ensure a good estimate of the components of the brain-based raw hard palate signal, 1-N 751,752 and 753 brain wave filters, 710 eye movement signal processor, 720 heart signal processor and 730 respiration signal processor.

Para garantizar una buena estimación de los subcomponentes de la bio-señal multicomponente del paladar duro sin procesar basada en el cerebro, es importante eliminar la mayor cantidad posible de ruido de señal con una unidad de preprocesamiento 652. La unidad de preprocesamiento 652 puede eliminar el ruido no fisiológico mediante filtros y sensores (termistores) integrados en electrodos o en una plataforma de sensores. El dispositivo de fijación oral puede proteger los electrodos en su superficie posterior para evitar la perturbación por parte de la lengua o de los músculos faciales internos. Los termistores también proporcionan un medio para detectar el movimiento del dispositivo con relación con el tejido, así como un medio para corregir los grandes cambios de temperatura debidos a la respiración. El procesamiento adicional incluye el filtrado de datos, como el filtrado de paso bajo. El preprocesamiento adicional puede incluir centrado y blanqueamiento. El centrado elimina la media de cada componente restando la media de los datos de los datos reales. El blanqueamiento de los datos se realiza para que los datos sin procesar no estén correlacionados para garantizar que cada subcomponente sea lo más independiente posible. El preprocesamiento también puede identificar los movimientos oculares debidos a la disposición única de los electrodos (izquierda y derecha) que producen diferencias significativas en la señal sin tratar detectada por cada electrodo. Se pueden determinar los valores de la raíz media cuadrática y se pueden incorporar detectores de umbral.To ensure a good estimation of the sub-components of the brain-based raw multi-component hard palate biosignal, it is important to remove as much signal noise as possible with a 652 preprocessing unit. The 652 preprocessing unit can eliminate the non-physiological noise by filters and sensors (thermistors) integrated in electrodes or in a sensor platform. The oral fixation device can protect the electrodes on its posterior surface to avoid disturbance by the tongue or internal facial muscles. Thermistors also provide a means of detecting movement of the device relative to tissue, as well as a means of correcting for large changes in temperature due to respiration. Additional processing includes data filtering, such as low-pass filtering. Additional pre-processing may include centering and whitening. Centering removes the mean of each component by subtracting the mean of the data from the actual data. Data whitening is done so that the raw data is uncorrelated to ensure that each subcomponent is as independent as possible. Pre-processing can also identify eye movements due to the unique arrangement of the electrodes (left and right) that produce significant differences in the raw signal detected by each electrode. Root mean square values can be determined and threshold detectors can be incorporated.

La digitalización por la unidad de preprocesamiento 652 puede realizarse electrónicamente para permitir un procesamiento digital eficiente, así como la amplificación de señal y/o atenuación de las bio-señales si es necesario. El preprocesamiento también busca eliminar el ruido no deseado filtrando, apantallando, bloqueando o eliminando algorítmicamente o eliminando señales fisiológicas y no fisiológicas no deseadas, como el ruido eléctrico, el ruido acústico, el ruido mecánico, otros artefactos o corrientes galvánicas de metales diferentes, o artefactos de la lengua, etc. Los artefactos indeseables contenidos en las señales biológicas pueden dificultar los registros. La normalización de la señal también puede ocurrir en esta etapa.Digitization by preprocessing unit 652 can be performed electronically to allow efficient digital processing, as well as signal amplification and / or attenuation of the bio-signals if necessary. Preprocessing also seeks to eliminate unwanted noise by algorithmically filtering, shielding, blocking or eliminating or removing unwanted physiological and non-physiological signals, such as electrical noise, acoustic noise, mechanical noise, other artifacts or galvanic currents of dissimilar metals, or tongue artifacts, etc. Undesirable artifacts contained in biological signals can make recordings difficult. Signal normalization can also occur at this stage.

El procesador ICA 700 determina las señales individuales de subcomponentes de la bioseñal multicomponente de paladar duro sin conocer previamente cada componente. Para determinar eficazmente cada subcomponente, el número de detectores (sensores) debe ser igual o mayor que el número de componentes de señal individuales. Las realizaciones pueden utilizar tres electrodos para detectar potenciales biológicos, cada uno con un termistor incorporado que proporciona seis (6) detectores en total. Esta realización puede detectar 4 bio-señales de subcomponentes. Para separar los componentes, el procesador ICA puede incorporar el algoritmo JADE (Matrices de Fignen de Diagonalización Conjunta Aproximada), que tiende a funcionar mejor para conjuntos de datos pequeños.The ICA processor 700 determines the individual subcomponent signals of the hard palate multicomponent biosignal without previously knowing each component. To effectively determine each sub-component, the number of detectors (sensors) must be equal to or greater than the number of individual signal components. Embodiments can use three electrodes to detect biological potentials, each with a built-in thermistor providing six (6) detectors in total. This embodiment can detect 4 subcomponent biosignals. To separate the components, the ICA processor may incorporate the JADE (Approximate Joint Diagonalization Matrices) algorithm, which tends to work best for small data sets.

700 de una computadora o Matriz de Puertas Programable por Campo (FPGA).700 from a computer or Field Programmable Gate Array (FPGA).

Extraer, aislar o dividir la señal multicomponente basada en el cerebro detectada en señales de para subcomponentes individuales puede implicar medios apropiados para extraer, aislar y/o dividir la señal multicomponente basada en el cerebro en señales fisiológicas constituyentes y/u otras señales, según se desee.Extracting, isolating, or dividing the detected brain-based multicomponent signal into signals for individual subcomponents may involve appropriate means of extracting, isolating and / or dividing the brain-based multicomponent signal into constituent physiological signals and / or other signals, as required. want.

Las señales de subcomponentes primarias pueden incluir señales bio-electromagnéticas basadas en el cerebro, bioseñales electromagnéticas cardíacas, ECG, señales bio-electromagnéticas de tejido local; bioseñales bioeléctricas de dipolo ocular, bioseñales bio-electromagnéticas musculares, bioseñales bio-electromagnéticas de la lengua, bioseñales pulsátiles relacionadas cardiovasculares (por ejemplo, pulso de volumen sanguíneo); bioseñales pulsátiles relacionadas con la respiración, bioseñales relacionadas con el movimiento, bioseñales biomecánicas y/o bioseñales bioacústicas. Cada señal de subcomponente generalmente incluye múltiples frecuencias y puede tener diferentes rangos dinámicos que pueden superponerse. En algunas realizaciones, se pueden obtener parámetros fisiológicos adicionales, que incluyen frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, variabilidad de la frecuencia cardíaca, tiempo de tránsito del pulso, presión arterial.The primary subcomponent signals may include brain-based bio-electromagnetic signals, cardiac electromagnetic biosignals, ECG, local tissue bio-electromagnetic signals; ocular dipole bioelectric biosignals, muscle bio-electromagnetic biosignals, tongue bio-electromagnetic biosignals, cardiovascular related pulsatile biosignals (eg, blood volume pulse); pulsatile biosignals related to respiration, biosignals related to movement, biomechanical biosignals and / or bioacoustic biosignals. Each sub-component signal generally includes multiple frequencies and can have different dynamic ranges that can overlap. In some embodiments, additional physiological parameters can be obtained, including heart rate, respiratory rate, heart rate variability, pulse transit time, blood pressure.

Se puede utilizar una variedad de procesamiento de señales o medios de análisis de señales (implementados en algoritmos) para extraer las bio-señales de subcomponentes descritas. La extracción de bio-señales de subcomponentes puede incluir el uso de reconocimiento de patrones, análisis de componentes independientes, análisis de componentes principales, análisis lineal, análisis de dominio de frecuencia, técnicas de tiempo-frecuencia y no lineales como la dimensión de correlación (CD), gráficos de espacio de fase, diferentes entropías, basadas en wavelets, Transformadas de Hilbert-Huang (HHT), y medios similares según se desee.A variety of signal processing or signal analysis means (implemented in algorithms) to extract the bio-signals of the described subcomponents. Subcomponent biosignal extraction may include the use of pattern recognition, independent component analysis, principal component analysis, linear analysis, frequency domain analysis, time-frequency and nonlinear techniques such as the correlation dimension ( CD), phase space graphs, different entropies, based on wavelets, Hilbert-Huang Transforms (HHT), and the like as desired.

Para algunas aplicaciones, es posible que no se requiera el aislamiento o la extracción de la señal. Por ejemplo, las señales de movimiento ocular tienden a ser más grandes que otras señales orales, por lo que para aplicaciones de movimiento ocular puede no ser necesario extraer otras señales.For some applications, signal isolation or extraction may not be required. For example, eye movement signals tend to be larger than other oral signals, so for eye movement applications it may not be necessary to extract other signals.

En algunas realizaciones, las características clave de la señal del subcomponente, tales como puntos de datos, umbrales y/o pendiente de datos, se pueden extraer o aislar de la señal de interés. Esto puede implicar la identificación de patrones de señales basadas en el cerebro y la conversión en comandos para extraer dicha función y/o emitir comandos para realizar una tarea. Se puede usar un algoritmo deseado para estimar/calcular automáticamente un valor para representar las señales mediante unos pocos valores clave relevantes. Existe una gran variedad de algoritmos que pueden implementarse desde métodos simplistas como sumar, restar, multiplicar, dividir, etc., hasta otras técnicas complejas que implican enfoques basados en tiempo o enfoques basados en frecuencia, análisis de componentes principales, máquina de vectores de soporte, Algoritmo genético, cuantificación sensible y distintiva del vector de aprendizaje, etc.In some embodiments, key characteristics of the subcomponent signal, such as data points, thresholds, and / or data slope, can be extracted or isolated from the signal of interest. This may involve identifying brain-based signal patterns and converting them into commands to extract said function and / or issue commands to perform a task. A desired algorithm can be used to automatically estimate / calculate a value to represent the signals by a few relevant key values. There is a great variety of algorithms that can be implemented from simplistic methods such as adding, subtracting, multiplying, dividing, etc., to other complex techniques involving time-based or frequency-based approaches, principal component analysis, support vector machine , Genetic algorithm, sensitive and distinctive quantification of the learning vector, etc.

En algunas realizaciones, las características clave de una bio-señal de subcomponente pueden clasificarse o convertir en un comando. La etapa de clasificación asigna una clase a un conjunto de características extraídas de las señales. La clase puede corresponder al tipo de estados mentales identificados. Esta etapa también se puede denominar como "conversión de características".In some embodiments, the key characteristics of a subcomponent biosignal can be classified or converted into a command. The classification stage assigns a class to a set of characteristics extracted from the signals. The class may correspond to the type of mental states identified. This stage can also be referred to as "feature conversion".

La información de características clave se puede proporcionar o mostrar a un usuario/operador y // o se puede usar para realizar tareas, como comparar un subcomponente extraído de bio-señales con una base de datos de señales de referencia para controlar un dispositivo, ayudar en el diagnóstico de una enfermedad, trastorno o afección, y/o informar del estado de la función del dispositivo.Key feature information can be provided or displayed to a user / operator and // or can be used to perform tasks, such as comparing a sub-component extracted from bio-signals to a database of reference signals to control a device, assist in diagnosing a disease, disorder or condition, and / or reporting device function status.

Después de la extracción de la bio-señal de subcomponente, las bio-señales individuales del subcomponente se pueden mostrar o utilizar para otros fines, como el cálculo de signos vitales, parte de un comando para controlar otro (s) dispositivo (s) o para realizar un procesamiento adicional, como extraer características particulares.After extraction of the subcomponent biosignal, the individual biosignals from the subcomponent can be displayed or used for other purposes, such as vital signs calculation, part of a command to control other device (s), or for additional processing, such as extracting particular features.

Después de la separación en señales de subcomponentes individuales, la señal cerebral en sin tratar puede analizarse más a fondo o separarse en varias bandas de frecuencia utilizando filtros de paso de banda 750 y luego se muestra o se usa para emitir un comando. Esto puede incluir filtros de ondas cerebrales 1-N 751. Los filtros se pueden programar o mantener en el hardware para bandas de interés. 751,753.After separation into individual subcomponent signals, the raw brain signal can be further analyzed or separated into various frequency bands using 750 band pass filters and then displayed or used to issue a command. This may include 1-N 751 brain wave filters. Filters can be programmed or maintained in hardware for bands of interest. 751,753.

Las señales de subcomponentes de movimiento ocular 710 se pueden mostrar y observar para el Movimiento Rápido de los Ojos (REM) para determinar la etapa del sueño.The 710 eye movement subcomponent signals can be displayed and observed for Rapid Eye Movement (REM) to determine the stage of sleep.

Las señales cardiacas 720 pueden mostrar la frecuencia cardíaca básica y pueden usarse para determinar los picos de onda R, así como la variabilidad de la frecuencia cardíaca.The heart signals 720 can display baseline heart rate and can be used to determine R wave peaks as well as heart rate variability.

Las señales de respiración 730 se pueden mostrar para determinar la frecuencia respiratoria.Respiration signals 730 can be displayed to determine the respiratory rate.

Se pueden almacenar diversos datos en un dispositivo de almacenamiento de datos incorporado en la unidad oral interna y/o unidad externa.Various data can be stored in a data storage device built into the internal oral unit and / or external unit.

En algunas realizaciones del sistema también puede incluir un dispositivo de estimulación de tejido.In some embodiments of the system it may also include a tissue stimulation device.

En algunas aplicaciones, se pueden desarrollar mapas de bioseñales basadas en el cerebro para permitir el mapeo topográfico de la actividad eléctrica para las ubicaciones internas del cuerpo.In some applications, brain-based biosignal maps can be developed to allow topographic mapping of electrical activity for locations within the body.

Una realización alternativa incorpora múltiples sensores como la saturación de oxígeno, la posición de la cabeza a través de acelerómetros, temperatura y señales basadas en el cerebro se muestra en Figura 11.An alternate embodiment incorporates multiple sensors such as oxygen saturation, head position via accelerometers, temperature, and brain-based signals shown in Figure 11.

La Figura 12 muestra una realización de la unidad oral interna 800 incluyendo electrodos convexos 60 configurados para estar en contacto el centro del paladar duro y electrodos cóncavos 70 configurados para estar en contacto con las encías. La unidad oral interna 800 puede ser una plataforma de protección bucal que puede incorporar un adhesivo biocompatible para mantener el contacto con la dentición y/o el tejido oral similar a un adhesivo para dentaduras postizas. En algunas realizaciones, los circuitos electrónicos 601 de la unidad oral interna 800 realizan algunas o todas las funciones descritas anteriormente. Los electrodos pueden colocarse en la estructura lo cual proporciona una ligera fuerza de resorte contra las encías y el paladar duro para garantizar el contacto del electrodo con el tejido oral. Figure 12 shows an embodiment of the internal oral unit 800 including convex electrodes 60 configured to contact the center of the hard palate and concave electrodes 70 configured to contact the gums. The internal oral unit 800 may be an oral protection platform that may incorporate a biocompatible adhesive to maintain contact with the dentition and / or oral tissue similar to an adhesive for dentures. In some embodiments, the electronic circuitry 601 of the internal oral unit 800 performs some or all of the functions described above. The electrodes can be attached to the framework which provides a slight spring force against the gums and hard palate to ensure contact of the electrode with oral tissue.

La Figura 13 muestra dispositivo de conexión oral 900, que incorpora una banda de soporte transversal flexible 901 para mantener el contacto con el paladar duro y los electrodos 11, 12, 13 y sensor de temperatura 52. El dispositivo de fijación oral 900 puede incluir una electrónica 601 y una unidad de transmisión 606. Figure 13 shows oral connection device 900, incorporating a flexible transverse support band 901 to maintain contact with the hard palate and electrodes 11, 12, 13 and temperature sensor 52. Oral fixation device 900 may include a electronics 601 and a transmission unit 606.

La Figura 14 muestra un dispositivo de fijación oral 1000 que incluye una plataforma delgada y flexible que incorpora un adhesivo biocompatible para mantener el contacto con la mandíbula y los circuitos electrónicos flexibles. Los electrodos 11, 12 y 13 se colocan en la estructura lo cual proporciona una ligera fuerza elástica contra las encías y el paladar duro para garantizar el contacto del electrodo con el tejido oral. Algunas realizaciones pueden incluir temperatura 52, electrónica 601 y unidad de transmisión 606.Figure 14 shows an oral fixation device 1000 that includes a thin, flexible platform incorporating a biocompatible adhesive to maintain contact with the jaw and flexible electronic circuits. Electrodes 11, 12 and 13 are placed on the frame which provides a slight elastic force against the gums and hard palate to ensure contact of the electrode with the oral tissue. Some embodiments may include temperature 52, electronics 601, and drive unit 606.

La Figura 15 muestra una vista sagital de una cabeza humana con un ejemplo de protector bucal de unión oral 800 con electrodos en contacto con el lado izquierdo y derecho del paladar duro, y un electrodo en contacto con el paladar duro y el sistema de transmisión, y una realización a modo de ejemplo de la unidad externa 650. La unidad externa puede ser un teléfono inteligente, una computadora u otro dispositivo informático.Figure 15 shows a sagittal view of a human head with an example oral attachment mouthguard 800 with electrodes in contact with the left and right side of the hard palate, and one electrode in contact with the hard palate and the transmission system, and an exemplary embodiment of the external unit 650. The external unit may be a smartphone, a computer, or other computing device.

Una realización de la presente invención puede utilizar señales de subcomponentes de las bio-señales multicomponentes basadas en el cerebro para el cribado, diagnóstico y monitorización de la apnea obstructiva del sueño ("OSA"). La OSA es un trastorno respiratorio causado por el movimiento y el bloqueo de las vías respiratorias superiores por la lengua y estrechamiento de la vía aérea superior por los tejidos blandos dentro de la nariz, boca y garganta que se produce durante el sueño. Este fenómeno causa ronquidos e interrupción recurrente de la respiración debido a la obstrucción periódica del flujo de aire en la vía respiratoria superior durante la inhalación.One embodiment of the present invention may utilize subcomponent signals of the multicomponent brain-based biosignals for obstructive sleep apnea ("OSA") screening, diagnosis and monitoring. OSA is a respiratory disorder caused by movement and blockage of the upper airway by the tongue and narrowing of the upper airway by the soft tissues within the nose, mouth, and throat that occurs during sleep. This phenomenon causes snoring and recurrent stoppage of breathing due to periodic obstruction of airflow in the upper airway during inhalation.

El estado actual de la técnica en el diagnóstico de OSA y otros trastornos del sueño implica el uso de polisomnografía multicanal para evaluar el EEG, las señales respiratorias, las señales cardíacas, el tono muscular, los movimientos oculares y los movimientos de las piernas de un paciente dormido. Esto requiere la conexión engorrosa de múltiples cables de EEG al cuero cabelludo, así como otros transductores como micrófonos, electrodos de electrocardiógrafo (''ECG''), electrodos de electromiógrafo ("EMG") y un oxímetro de pulso conectado a varias partes de un paciente. Los dispositivos destinados al uso doméstico pueden medir menos parámetros disponibles, pero aún requieren múltiples conexiones.The current state of the art in the diagnosis of OSA and other sleep disorders involves the use of multichannel polysomnography to assess the EEG, respiratory signals, cardiac signals, muscle tone, eye movements, and leg movements of a sleeping patient. This requires the cumbersome connection of multiple EEG leads to the scalp, as well as other transducers such as microphones, electrocardiograph ('' ECG '') electrodes, electromyograph ("EMG") electrodes, and a pulse oximeter connected to various parts of a patient. Devices intended for home use may measure fewer available parameters, but still require multiple connections.

Las realizaciones de la invención permiten la detección de bio-señales de multicomponentes basadas en el cerebro (Fig. 2) de las cuales se pueden extraer bio-señales de subcomponentes, incluida la actividad eléctrica basada en el cerebro, incluyendo ondas alfa u otras ondas (Fig. 3), el movimiento ocular (Fig. 5), la respiración (FIG. 8) y ECG (FIG.Embodiments of the invention allow the detection of brain-based multicomponent bio-signals (Fig. 2) from which subcomponent bio-signals, including brain-based electrical activity, including alpha waves or other waves can be extracted. (Fig. 3), eye movement (Fig. 5), respiration (FIG. 8) and ECG (FIG.

7). Las señales de subcomponentes de actividad eléctrica cerebral pueden permitir la determinación del estado/etapa del sueño y el tiempo de sueño general. Las bio-señales de subcomponentes de respiración pueden permitir la determinación de eventos de apnea. Las señales biológicas del subcomponente del movimiento ocular pueden permitir la determinación del sueño de movimiento ocular rápido (REM), y las señales biológicas del subcomponente del ECG pueden permitir la determinación de la frecuencia cardíaca durante el sueño. Analizando de forma individual o las combinaciones de estas bio-señales de subcomponentes, ya sea manualmente o con un sistema/programa de computadora, se puede determinar un patrón de sueño de los pacientes para diagnosticar OSA.7). Signals from subcomponents of electrical brain activity can allow determination of sleep stage / state and overall sleep time. The bio-signals of respiratory subcomponents can allow the determination of apnea events. Biological signals from the eye movement subcomponent can allow determination of rapid eye movement (REM) sleep, and biological signals from the ECG subcomponent can allow heart rate determination during sleep. By analyzing individually or combinations of these subcomponent bio-signals, either manually or with a computer system / program, a patients sleep pattern can be determined to diagnose OSA.

En algunas realizaciones, se puede conseguir el procesamiento de la señal (incluido el filtrado, la amplificación, la digitalización, el almacenamiento, etc.) y la grabación de algunas o todas las señales de subcomponentes que puede ocurrir en chips de computadora integrados en un dispositivo oral que incluye el (los) sensor (es). Los datos resultantes pueden transmitirse a medida que estén disponibles a través de tecnología cableada o inalámbrica (como Bluetooth) a un dispositivo receptor (como un teléfono inteligente, una computadora o un dispositivo dedicado) y/o cargarse en un dispositivo receptor en un momento posterior.In some embodiments, signal processing (including filtering, amplification, digitization, storage, etc.) and recording of some or all of the sub-component signals can be accomplished that can occur in computer chips embedded in a oral device that includes the sensor (s). The resulting data can be transmitted as it becomes available via wired or wireless technology (such as Bluetooth) to a receiving device (such as a smartphone, computer, or dedicated device) and / or uploaded to a receiving device at a later time. .

En otras realizaciones, la bio-señal de multicomponente basada en el cerebro se transmite a un dispositivo receptor externo (como un teléfono inteligente, una computadora o un dispositivo dedicado) para el procesamiento de la señal. La bioseñal de multicomponente basada en el cerebro puede transmitirse a medida que el sensor la detecta o puede grabarse en un dispositivo de almacenamiento en un dispositivo oral para su recuperación en un momento posterior. In other embodiments, the brain-based multicomponent bio-signal is transmitted to an external receiving device (such as a smartphone, a computer, or a dedicated device) for signal processing. The brain-based multicomponent biosignal can be transmitted as the sensor detects it, or can be recorded on a storage device in an oral device for retrieval at a later time.

Si se desea, en realizaciones adicionales, el sensor que detecta la bio-señal de multicomponente basada en el cerebro puede complementarse con sensores secundarios adicionales (es decir, acelerómetros, termopares, sensores de saturación de O2 , sensores de CO2 , medidores de flujo de aire, etc.) se pueden usar en combinación con la bio-señal multicomponente basada en el cerebro para determinar la posición de la cabeza y la desaturación de oxígeno y otros eventos durante el sueño.If desired, in additional embodiments, the sensor that detects the brain-based multicomponent biosignal can be supplemented with additional secondary sensors (i.e., accelerometers, thermocouples, O 2 saturation sensors, CO 2 sensors, oxygen meters airflow, etc.) can be used in combination with the brain-based multi-component bio-signal to determine head position and oxygen desaturation and other events during sleep.

En algunas realizaciones, el dispositivo oral puede apagarse automáticamente cuando se retira de la boca del paciente. En otras realizaciones, el dispositivo oral puede apagarse manualmente. Las señales almacenadas en el dispositivo se pueden cargar posteriormente en un sistema informático que incluye un programa de software para la interpretación de los datos de la señal, y estar disponibles para que un médico u otro personal médico hagan un diagnóstico.In some embodiments, the oral device can automatically turn off when it is removed from the patient's mouth. In other embodiments, the oral device can be turned off manually. The signals stored in the device can then be uploaded to a computer system that includes a software program for the interpretation of the signal data, and made available for diagnosis by a physician or other medical personnel.

En algunas realizaciones, las señales de subcomponente de actividad cerebral eléctrica extraídas de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada se pueden usar junto con señales de acelerómetros para detectar lesiones cerebrales traumáticas en personal militar, participantes deportivos u otras personas con profesiones o actividades de riesgo, como conmociones cerebrales, derrames cerebrales y convulsiones. La detección de lesiones cerebrales traumáticas se puede facilitar comparando las señales actuales de subcomponente con las señales de referencia preexistentes. Las señales de línea de base preexistentes pueden ser registradas a partir de un paciente específico que está siendo analizado o a partir de una línea de base genérica derivada de la consolidación de múltiples señales registradas previamente del paciente o un segmento de la población. En otras realizaciones, estas señales pueden usarse para controlar el rendimiento.In some embodiments, the electrical brain activity subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used in conjunction with accelerometer signals to detect traumatic brain injuries in military personnel, sports participants, or others with risky professions or activities. such as concussions, strokes, and seizures. The detection of traumatic brain injuries can be facilitated by comparing the current subcomponent signals with the pre-existing reference signals. Pre-existing baseline signals can be recorded from a patient specific that is being analyzed or from a generic baseline derived from the consolidation of multiple previously recorded signals from the patient or a segment of the population. In other embodiments, these signals can be used to monitor performance.

En algunas realizaciones, las señales de subcomponente extraídas de la señal de multicomponente basada en el cerebro detectada pueden usarse para optimizar el entrenamiento y proporcionar retroalimentación sobre el rendimiento de atletas y soldados para mejorar sus capacidades durante la competición o en el campo. Las señales de subcomponentes extraídas de la señal de multicomponente basada en el cerebro detectada también se pueden usar en aplicaciones de biorretroalimentación.In some embodiments, the subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used to optimize training and provide performance feedback for athletes and soldiers to improve their capabilities during competition or in the field. Subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can also be used in biofeedback applications.

En otra realización, las ondas cerebrales y las señales de subcomponentes de actividad muscular extraídas de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada pueden usarse para determinar el nivel de conciencia de un paciente bajo anestesia general.In another embodiment, brain waves and muscle activity subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used to determine the level of consciousness of a patient under general anesthesia.

En otra realización, las señales de subcomponentes extraídas de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada pueden usarse para detectar patrones anormales de ondas cerebrales indicativos de hipoglucemia en personas con diabetes.In another embodiment, the subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used to detect abnormal brain wave patterns indicative of hypoglycemia in people with diabetes.

En otra realización, las señales biológicas basadas en el cerebro, el movimiento de los ojos, la posición de la cabeza y las señales de respiración y otras señales de subcomponentes extraídas de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada pueden usarse para ayudar a las personas con discapacidad física pero mentalmente capaces de operar una amplia variedad de equipos y herramientas que utilizan una interfaz cerebro-computadora que interpreta las señales de subcomponente para operar una variedad de acciones del equipo. Por ejemplo, mover una silla de ruedas motorizada u operar una extremidad artificial.In another embodiment, the brain-based biological signals, eye movement, head position, and respiration signals and other subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used to help people. physically disabled but mentally capable of operating a wide variety of equipment and tools using a brain-computer interface that interprets subcomponent signals to operate a variety of equipment actions. For example, moving a motorized wheelchair or operating an artificial limb.

En otra realización, las ondas cerebrales y las señales de subcomponente del movimiento ocular extraídas de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada pueden monitorizarse para la evaluación de publicidad o programación de medios.In another embodiment, the brain waves and eye movement subcomponent signals extracted from the detected brain-based multicomponent signal may be monitored for advertising or media programming evaluation.

En otra realización, un usuario puede ser entrenado para alterar sus ondas cerebrales con el fin de enviar una señal de subcomponente extraída de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada a una computadora central para controlar automáticamente su teléfono móvil, consola de videojuegos, televisión conjunto, sistema de música o reproductor de DVD; cambiar la configuración de temperatura en la habitación; controlar un sistema de alarma; controlar los electrodomésticos de cocina; o controlar el sistema informático de un automóvil. Por ejemplo, la señal de subcomponente extraída de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada puede usarse para detectar somnolencia o sedantes o daños relacionado con las drogas en el operador de un vehículo motorizado mediante el monitoreo de señales de subcomponentes relacionadas con la respiración, el movimiento ocular y otros parámetros útiles. El dispositivo para esta aplicación puede tener la forma de una pinza nasal, una boquilla o combinaciones de las mismas que recoge y procesa señales de múltiples componentes basadas en el cerebro a través de una computadora de a bordo que posteriormente puede activar sistemas de alarma y proporcionar notificaciones o alarmas cuando el conductor se adormece o se queda dormido al volante.In another embodiment, a user can be trained to alter their brain waves in order to send a sub-component signal extracted from the detected brain-based multi-component signal to a central computer to automatically control their mobile phone, video game console, television set. , music system or DVD player; change the temperature setting in the room; control an alarm system; control kitchen appliances; or control the computer system of a car. For example, the subcomponent signal extracted from the detected brain-based multicomponent signal can be used to detect drowsiness or sedatives or drug-related damage in the operator of a motor vehicle by monitoring subcomponent signals related to breathing, eye movement and other useful parameters. The device for this application can be in the form of a nose clip, mouthpiece, or combinations thereof that collects and processes brain-based multi-component signals through an on-board computer that can subsequently activate alarm systems and provide Notifications or alarms when the driver falls asleep or falls asleep at the wheel.

En otra realización, un dispositivo puede utilizar una señal de subcomponente extraída de la señal multicomponente basada en el cerebro detectada, tal como el movimiento ocular y otras señales biológicas para controlar máquinas tales como automóviles o aviones usando control mental especialmente para maniobras complejas, rápidas o de emergencia. Por ejemplo, una aplicación puede mejorar los tiempos de reacción de los pilotos de combate o de aviones no tripulados y ayudar en el control de la aeronave durante situaciones de alto rendimiento o en tiempos de guerra. In another embodiment, a device can use a subcomponent signal extracted from the detected brain-based multicomponent signal, such as eye movement and other biological signals to control machines such as cars or airplanes using mind control especially for complex, fast or complex maneuvers. of emergency. For example, an application can improve reaction times for fighter or drone pilots and assist in aircraft control during high-performance situations or in times of war.

En una realización alternativa del sistema, el sensor y/u otros elementos del sistema pueden implantarse en tejidos blandos, tales como el paladar blando o las encías; o alternativamente dentro de los dientes o implantes dentales; o en una tercera alternativa, en partes del cuerpo que no sean la cavidad oral. Por ejemplo, el sensor y/u otros elementos del sistema pueden implantarse en el paladar blando y autoalimentarse mediante material piezoeléctrico dentro del dispositivo. O en otro ejemplo, el sensor y/u otros elementos del sistema pueden implantarse debajo de la piel y cargarse periódicamente de manera inductiva, capacitiva, óptica o mediante otros métodos de carga.In an alternative embodiment of the system, the sensor and / or other elements of the system can be implanted in soft tissues, such as the soft palate or gums; or alternatively within the teeth or dental implants; or in a third alternative, in parts of the body other than the oral cavity. For example, the sensor and / or other elements of the system can be implanted in the soft palate and self-powered by piezoelectric material within the device. Or in another example, the sensor and / or other elements of the system can be implanted under the skin and periodically charged inductively, capacitively, optically or by other charging methods.

En otra realización alternativa, el sensor y/u otros elementos del sistema pueden ubicarse en la boquilla de un nadador o de un buzo submarino.In another alternative embodiment, the sensor and / or other elements of the system may be located on the mouthpiece of a swimmer or underwater diver.

En una tercera realización alternativa, el sensor y/u otros elementos del sistema pueden montarse en una pinza nasal diseñada para una colocación cómoda dentro de las fosas nasales de un individuo.In a third alternative embodiment, the sensor and / or other elements of the system may be mounted on a nose clip designed for comfortable placement within an individual's nostrils.

Aunque muchas de las realizaciones descritas en el presente documento describen aplicaciones en la cavidad oral, los sistemas y métodos descritos aquí también pueden aplicarse a otros tejidos internos a los que se accede a través de orificios o incisiones en el cuerpo.Although many of the embodiments described herein describe applications in the oral cavity, the systems and methods described herein may also be applied to other internal tissues accessed through holes or incisions in the body.

En la memoria anterior, se han descrito diversas realizaciones preferidas a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, resultará evidente que se pueden realizar diversas modificaciones y cambios a las mismas, y se pueden implementar realizaciones adicionales a modo de ejemplo, sin apartarse del alcance más amplio de la invención como se establece en las reivindicaciones que siguen. Por consiguiente, la memoria y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo en lugar de restrictivo. In the above specification, various preferred embodiments have been described by way of example with reference to the accompanying drawings. However, it will be apparent that various modifications and changes may be made thereto, and additional exemplary embodiments may be implemented without departing from the broader scope. of the invention as set forth in the claims that follow. Accordingly, the specification and the drawings are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense.

Claims (9)

REIVINDICACIONES 1. Un sistema para detectar una bio-señal electromagnética multicomponente (100) basada en el cerebro que comprende:1. A system for detecting a brain-based multi-component electromagnetic biosignal (100) comprising: al menos dos sensores de bioseñal (11, 12, 13, 52, 60, 70) que forman parte de un dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000) configurado para colocarse en una cavidad oral para poner en contacto los al menos dos sensores de bio-señal con un tejido bucal (10),at least two biosignal sensors (11, 12, 13, 52, 60, 70) that are part of an oral fixation device (800, 900, 1000) configured to be placed in an oral cavity to bring the at least two bio-signal sensors with a buccal tissue (10), en el que dichos al menos dos sensores de bio-señal tienen una conexión por cable o inalámbrica con al menos una unidad de procesamiento de computadora externa (650), estando los al menos dos sensores de bio-señal configurados para detectar una bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar en el tejido oral y enviar la bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar a la al menos una unidad de procesamiento de computadora externa (650) que incluye un procesador de análisis de componentes independiente (700) que aísla al menos una bio-señal electromagnética multicomponente sin procesar primaria basada en el cerebro (100) de una pluralidad de otros subcomponentes (710, 720, 730) dentro de la bio-señal electromagnética oral multicomponente sin procesar, y en donde dicha unidad de procesamiento de computadora externa (650) incluye además una pluralidad de filtros de paso de banda de ondas cerebrales (750) que están configurados para separar aún más la señal multicomponente sin procesar basada en el cerebro (100) en una pluralidad de bandas de ondas cerebrales de frecuencia (751,752).wherein said at least two bio-signal sensors have a wired or wireless connection with at least one external computer processing unit (650), the at least two bio-signal sensors being configured to detect a bio-signal raw multicomponent oral electromagnetic signal in the oral tissue and send the raw multicomponent oral electromagnetic biosignal to the at least one external computer processing unit (650) that includes a separate component analysis processor (700) that isolates at least a primary raw multicomponent electromagnetic bio-signal based on the brain (100) of a plurality of other subcomponents (710, 720, 730) within the raw multicomponent oral electromagnetic bio-signal, and wherein said computer processing unit External (650) further includes a plurality of brain wave bandpass filters (750) that are configured to further separate the multi-signal Brain-based raw component (100) in a plurality of frequency brain wave bands (751,752). 2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un sensor de temperatura (52) conectado al dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000).The system of claim 1, further comprising a temperature sensor (52) connected to the oral fixation device (800, 900, 1000). 3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000) está configurado para acoplarse a los dientes.The system of any of claims 1 or 2, wherein the oral fixation device (800, 900, 1000) is configured to engage teeth. 4. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que el dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000) incluye electrodos cóncavos (70) configurados para poner en contacto los al menos dos sensores de bioseñal con las encías.The system of any of claims 1-3, wherein the oral fixation device (800, 900, 1000) includes concave electrodes (70) configured to contact the at least two biosignal sensors with the gums. 5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que el dispositivo de fijación oral (800, 900, 1000) incluye electrodos convexos (60) configurados para poner en contacto los al menos dos sensores de bio-señal con el tejido del paladar duro.The system of any of claims 1-3, wherein the oral fixation device (800, 900, 1000) includes convex electrodes (60) configured to contact the at least two bio-signal sensors with the hard palate tissue. 6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la al menos una bio-señal multicomponente basada en el cerebro (100) se correlaciona con los datos de la señal de electroencefalograma (EEG).The system of any of claims 1-5, wherein the at least one brain-based multicomponent biosignal (100) is correlated with the electroencephalogram (EEG) signal data. 7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la al menos una unidad de procesamiento de computadora (650) está configurada para generar un comando basado en datos de la banda de onda (751,752) filtrada procedente de al menos una bio-señal electromagnética multicomponente (100) basada en el cerebro primaria y sin procesar.The system of any one of claims 1 to 6, wherein the at least one computer processing unit (650) is configured to generate a command based on filtered waveband data (751,752) from at least a raw, primary brain-based multicomponent electromagnetic biosignal (100). 8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que la al menos una unidad de procesamiento de computadora (650) está configurada para generar un diagnóstico de una afección en respuesta a la comparación de datos de la banda de onda (751,752) filtrada de la al menos una bioseñal electromagnética multicomponente basada en el cerebro sin procesar primaria (100) con datos de referencia predeterminados para el diagnóstico de la afección.The system of any of claims 1-7, wherein the at least one computer processing unit (650) is configured to generate a diagnosis of a condition in response to comparing data from the waveband ( 751,752) filtered from the at least one primary raw brain-based multicomponent electromagnetic biosignal (100) with predetermined reference data for diagnosis of the condition. 9. El sistema de la reivindicación 8, en el que la afección es al menos una de apnea obstructiva del sueño, conmoción cerebral o convulsión. The system of claim 8, wherein the condition is at least one of obstructive sleep apnea, concussion, or seizure.
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